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轻质、高强、耐久是现代桥梁工程的发展方向。FRP因其强度高、耐久性好等特性,近年来被越来越广泛地应用于桥梁等工程领域中。然而,FRP也由于其脆性破坏等原因在应用中受到了一些限制,为了解决这些问题,一些学者开始研究FRP与其他材料的组合构件,使新型构件各组成部分材料的性能得到充分发挥。本文在国内外学者研究的基础上,设计了 1根全GFRP工字梁与6根由不同规格的螺栓连接件锚固的工字型GFRP-混凝土组合梁,并对试验梁的弯曲性能、损伤预警、参数优化等进行了研究。论文的主要研究工作和成果有:1.通过四点弯曲试验,对试验梁的荷载-挠度曲线、荷载-应变关系以及螺栓直径对组合梁承载力的影响、混凝土高度对组合梁刚度的影响等进行了分析。试验结果显示,充分利用GFRP复合材料与混凝土这两种材料各自的性能,可大幅提升结构承载能力;螺栓体积率设置在1%左右,能够较好的满足GFRP与混凝土之间的变形协调;将混凝土梁高与GFRP工字梁高控制在合理的范围内,可防止组合梁发生脆性破坏。2.应用声发射技术对7根梁的加载全过程进行监测,以分形理论为基础,对试验过程中的声发射能量参数时间序列进行相空间重构,并将Matlab编程计算的声发射能量参数时间序列的关联维数值作为定量指标,分析试验梁的损伤规律。研究发现,试验梁关联维数值的变化可以反映GFRP复合材料内部的纤维断裂等损伤演化规律;对于应用GFRP复合材料的结构,可以在剪力较大区域布置声发射传感器,当相应的关联维数值出现“持续高幅波动”,表明结构已达到极限承载力的70%左右,需要引起足够重视并加强监测。3.使用ANSYS软件建立了 GFRP-混凝土组合梁的有限元模型,模型的有效性得到了试验数据的验证,应用该有限元模型进一步对GFRP-混凝土组合梁进行了数值分析。研究表明:FRP级别应该与混凝土强度相匹配,才能更有效发挥两种材料的性能;优化后的的工字型GFRP-混凝土组合梁腹板的剪切挠度系数能够使结构设计更加安全;混凝土截面与GFRP工字型截面的高度比在0.33～0.58范围,是比较合理的截面形式。本文在GFRP-混凝土组合梁合理的螺栓体积率、损伤预警方法以及截面设计的优化高度比等方面的研究,为GFRP-混凝土组合梁的推广应用提供了一定的参考依据。